I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  1 5 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 ,   p p .   663 ~ 6 7 3   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 2 . pp 663 - 673           663       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   C o m p a r i s o o d iff e re nt i a l  e v o l u ti o n   o pt i m iz a t i o te ch n i qu e   w it h   o t h e r t e ch n i qu e in   s o l v i n g   m u lt i - o bj e ct i v o p ti m a l  p o w e f l o w       Vineet a   S.  Cha uh a n 1 ,   J a y deep  Cha k ra v o r t y 1 ,   Sid dh a rt hs ing h K .   Cha uh a n 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   I n d u s Un i v e r si t y ,   A h me d a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   N i r ma   U n i v e r si t y ,   A h me d a b a d ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   2 2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   1 8 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   1 2 ,   2 0 2 6       Op ti m a p o we fl o (OPF is  a   c o m p lex ,   n o n - li n e a o p ti m iza ti o n   p ro b lem   fo c u se d   o n   d e term in in g   th e   ste a d y - sta te  o p e ra ti n g   p a ra m e ters   o p o we r   sy ste m fo e c o n o m ic  a n d   se c u re   o p e ra ti o n .   T h e   c h a ll e n g e   in ten sif ies   d u e   t o   n u m e ro u s s y ste m   c o n stra in ts t h a m u st b e   sa ti sfie d   sim u lt a n e o u sly .   Alth o u g h   v a rio u s   e v o lu ti o n a r y   a lg o rit h m (EAs)  h a v e   b e e n   a p p li e d   t o   OPF   in   re c e n t   d e c a d e s,  th e se   a lg o rit h m o ft e n   u se   u n c o n stra in e d   se a rc h   stra teg ies .     c o m m o n   a p p r o a c h   t o   h a n d le  c o n stra i n v i o latio n is   th e   sta ti c   p e n a lt y   fu n c ti o n ,   w h ich   p e n a li z e in fe a sib le  so lu t io n s.  Ho we v e r,   se lec ti n g   su it a b le   p e n a lt y   c o e fficie n ts  t y p ica ll y   i n v o lv e ti m e - c o n s u m in g   tri a a n d   e rro r,   a ffe c ti n g   o v e ra ll   p e rfo rm a n c e .   Th is  stu d y   e x p l o re th e   i n te g ra ti o n   o f   a d v a n c e d   c o n stra in h a n d li n g   (CH)  tec h n iq u e with i n   t h e   d iffere n ti a l   e v o lu ti o n   (DE)   fra m e wo rk   to   e n h a n c e   t h e   p e rfo rm a n c e   o f   o p ti m a p o we r   flo w   (OPF )   so l u ti o n s.  I n   p a rti c u lar,  it   l o o k a t h re e   a p p r o a c h e s:  a   h y b rid   e n se m b le  o tw o   CH  tec h n iq u e (ECHT),   se lf - a d a p ti v e   p e n a lt y   m e th o d   (S P ) ,   a n d   su p e r i o rit y   o v iab le so l u ti o n s (S F ) Th e   IEE 3 0 - b u s a n d   IEE E - 57  b u s   b e n c h m a rk   sy ste m a re   u se d   to   e v a lu a te  t h e   e ffica c y   o f   t h e se   t e c h n iq u e u n d e r   v a riety   o f   OPF   g o a ls,   in c lu d i n g   lo we rin g   e m issio n s   a n d   g e n e ra ti o n   c o sts,  c u tt in g   p o we lo ss e s,  a n d   e n h a n c in g   v o lt a g e   sta b il it y .   We  to o k   in t o   c o n sid e ra ti o n   b o t h   we ig h ted - s u m   m u lt i - o b jec ti v e   a n d   sin g l e - o b jec ti v e   fo rm u latio n s.   T h e   sim u latio n   o u tco m e in d ica te  th a th e   p ro p o se d   CH - DE  a p p ro a c h e d e li v e ro b u st  a n d   c o m p e ti t iv e   o p ti m iza ti o n   re su lt s,   d e m o n stra ti n g   imp ro v e d   c o n stra i n h a n d li n g   c a p a b il i ti e wh e n   c o m p a re d   to   c o n tem p o ra ry   m e th o d s in   th e   l it e r a tu re .   K ey w o r d s :   C o n s tr ain t h an d lin g   Dif f er en tial e v o lu tio n   E v o lu tio n a r y   alg o r ith m s   Mu lti - o b jectiv o p tim izatio n   Op tim al  p o wer   f lo w   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sid d h ar th s in g h   K.   C h au h an   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Nir m Un iv er s ity   Ah m ed ab ad ,   I n d ia   E m ail:  s id d h ar th s in g h . c h au h a n @ n ir m au n i.a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N   T h o p tim al  p o wer   f lo ( OPF p r o b lem   b ee n   a   f o ca p o in o f   in v esti g ate  in   p o wer   s y s tem s   f o r   m o r th an   f if ty   y ea r s   d u to   its   in h er en co m p lex ity   an d   r ea l - wo r ld   im p o r tan ce .   At  its   c o r e,   OPF  in v o lv es   d eter m in in g   t h h ig h est  o p er atin g   co n d itio n   o f   a   p o wer   g r id   b y   m i n im izin g   o b jectiv es  s u ch   as  f u el  co s ts ,   em is s io n s ,   ac tiv p o wer   l o s s es,  an d   v o ltag d ev iatio n s ,   wh il s im u ltan eo u s ly   a d h er in g   to   v ar io u s   en g in ee r in g   an d   o p e r atio n al  co n s tr ain ts .   T h ese  in clu d g e n er ato r   o u tp u lim its ,   v o ltag b o u n d s ,   th er m al  ca p ac ities   o f   tr an s m is s io n   lin es,  an d   p o w er   b alan ce   r e q u ir em e n ts .   Op tim al  tu n in g   o f   co n tr o v a r iab les - p ar ticu lar ly   g en er ato r   v o ltag e   s ettin g s   an d   r ea p o wer   o u tp u ts ,   is   ess en tial  n o o n ly   f o r   co s t - ef f ec tiv e   en er g y   d is p atch   b u t   also   f o r   en s u r in g   s af an d   r eliab le  s y s tem   p er f o r m an ce   [ 1 ] .   I n   ad d itio n ,   r ea ctiv p o wer   s u p p o r t,  o f te n   p r o v id e d   th r o u g h   s h u n ca p a cito r   b an k s ,   p lay s   k ey   r o le   in   v o ltag r eg u latio n ,   esp ec i ally   u n d er   h ea v ily   in d u ctiv lo ad i n g   co n d itio n s .   T r ad itio n al  m ath em atic al   o p ti m izatio n   tech n iq u es  s tr u g g led   with   s o lv in g   OPF   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   663 - 673   664   p r o b lem s   d u to   th eir   d ep en d en ce   o n   p r o b lem   co n v ex ity   an d   lo ca s ea r c h   ca p a b ilit ies,  wh ich   m a d th em   p r o n to   co n v er g in g   p r em atu r ely   to   lo ca o p tim in   th p r esen ce   o f   n o n lin ea r ,   n o n - co n v ex   co n s tr ain ts   [ 1 ] .   T h em er g e n ce   o f   ev o lu tio n ar y   alg o r ith m s   ( E As )   m a r k ed   s ig n if ica n s h if t,  as  t h eir   s to ch asti an d   p o p u latio n - b ased   n atu r allo ws  f o r   b etter   ex p lo r atio n   o f   co m p lex   s ea r ch   lan d s ca p es.  T h ese  m eth o d s   h a v e   s h o wn   g r ea ter   s u cc ess   in   escap in g   lo ca tr ap s   an d   id e n tify i n g   g lo b ally   c o m p etitiv s o lu ti o n s .   T h liter atu r r ef lects  wid r an g e   o f   ev o lu tio n ar y   an d   s war m   i n tellig en ce   alg o r ith m s   a p p lied   t o   OPF  task s ,   ea ch   d ev elo p e d   to   en h a n ce   c o n v e r g en ce   s p ee d ,   r o b u s tn ess ,   o r   co n s tr ain h an d lin g   ef f icien cy .   E x am p les  in clu d e   th e   d if f er en tial  s ea r c h   alg o r ith m   [ 2 ] ,   ad ap tiv e   g r o u p   s ea r ch   o p tim izatio n ,   b ac k tr ac k in g   s ea r c h   with   v alv e - p o in ef f ec ts ,   an d   im p r o v e d   co llid in g   b o d ies .   Fu r th er   in n o v atio n s   s u ch   a s   th m o th   s war m   alg o r ith m   [ 3 ] ,   ch ao tic  ar tific ial  b e co lo n y ,   g r av itatio n al  s ea r ch   al g o r ith m ,   an d   a d ap tiv b i o g eo g r ap h y - b ased   o p tim izatio n   [ 3 ] ,   r ef lec th d iv er s ity   an d   cr ea tiv ity   in   tack lin g   OPF  ch allen g es.   Oth er   h y b r id   o r   n at u r e - in s p ir ed   m eth o d s ,   in clu d i n g   f u zz y   h ar m o n y   s ea r ch   [ 4 ] ,   teac h in g - lear n i n g - b ased   with   L év y   m u tatio n   [ 4 ] ,   an d   Kr ill  Her d   a lg o r ith m s   u n d er s co r th e   wid esp r ea d   ac ce p tan ce .   Am o n g   th ese,   d if f er e n tial  ev o lu ti o n   ( DE )   an d   its   m o d if ied   f o r m s   h av g ain e d   co n s id er ab le  atten tio n ,   p ar ti cu lar ly   in   r ea l - co d ed   s in g l e - o b jectiv p r o b lem s ,   o win g   to   th eir   s tr o n g   p er f o r m an ce   in   g lo b al   o p tim iz atio n   b e n ch m ar k s   [ 5 ] .   I n s p ir e d   b y   th ese  s u cc ess es,  th is   wo r k   ad o p ts   DE   as   th e   co r o p tim izatio n   tech n iq u f o r   s o lv in g   v ar i o u s   OPF  s ce n ar io s .   Desp ite  ad v an ce m e n ts   in   s ea r ch   tech n i q u es,  o n m ajo r   asp ec th at  r em ain s   cr u cial  is   co n s tr ain h an d lin g   ( C H) .   E f f ec tiv C s tr ateg ies  ar ess en tial   to   en s u r th at  ca n d id ate  s o lu tio n s   ar n o o n ly   o p tim al  b u also   f ea s ib le  u n d er   all  s y s tem   co n s tr ain ts .   Ma n y   p ast   ap p r o ac h es  h av d e p en d e d   h ea v ily   o n   s tatic  p en alty   f u n ct io n s   o r   d is ca r d e d   in f ea s ib le  s o lu tio n s   alto g eth er .   W h ile  ea s y   to   im p lem en t,   th ese  m eth o d s   co m e   with   lim it atio n s im p r o p e r ly   tu n ed   p en alty   p ar am eter s   ca n   eith er   p er m it  ex ce s s iv ex p lo r atio n   o f   in f ea s ib le  s p ac o r   o v er - r estrict  th s ea r ch ,   ca u s in g   ea r ly   s tag n atio n .   On   th o t h er   h an d ,   elim in ati n g   in f e asib le  in d iv id u als  f r o m   th p o p u latio n   r e d u ce s   d i v er s ity   an d   m ak es  it  h ar d er   to   f in d   b o u n d a r ies  b et wee n   f ea s ib le  an d   in f ea s ib le  r eg io n s   [ 5 ] .   T o   o v e r co m e   th e s ch allen g es,  th is   s tu d y   im p lem e n ts   an d   e v alu a tes  th r ee   m o d e r n   C s tr ateg i es:   s u p er io r ity   o f   f ea s ib le  s o l u tio n s   ( SF ) ,   wh ich   p r io r itizes  f ea s ib le  s o lu tio n s   d u r in g   s elec tio n ,   s elf - ad a p tiv p en alty   ( SP ) ,   wh ich   d y n am ica lly   ad ju s ts   p en alty   weig h ts   d u r in g   th r u n ,   an d   en s em b le  co n s tr ain t - h an d lin g   tech n iq u ( E C HT ) ,   h y b r id   ap p r o ac h   th at  co m b in es  SF   an d   SP   in   d y n am ic  an d   ad ap tiv f r am ew o r k .   T h E C HT   m eth o d   is   in tr o d u c ed   with   p r ac tical   p er s p ec tiv e:  s in ce   n o   s in g le   C s tr ateg y   co n s is ten tly   ex ce ls   in   all  s ce n a r io s ,   co m b in in g   m u ltip le  ap p r o ac h es   ca n   o f f e r   ad a p tiv r o b u s tn ess ,   r ed u cin g   th e   n ee d   f o r   m an u a tu n in g   o r   al g o r ith m   s elec tio n   b y   th u s er .   T h e   p r o p o s ed   alg o r ith m s   ar e   test ed   ac r o s s   v ar iety   o f   o p tim iz atio n   o b jectiv es in clu d in g   s i n g le - o b jectiv e   ca s es   ( f u el  co s t,  em is s io n s ,   lo s s e s ,   v o ltag s tab ilit y )   an d   m u lti - o b jectiv ca s es  u s in g   weig h t ed   s u m   ap p r o ac h .   Simu latio n   o u tco m es  ar th o r o u g h ly   an aly ze d   an d   s tatis tica lly   b en ch m a r k ed   ag ain s r ec e n tly   p u b lis h ed   OPF  r esu lts ,   with   p ar ticu lar   atten tio n   g iv en   to   co n s tr ain t satis f ac ti o n   an d   s o lu tio n   r eliab ilit y   [ 5 ] .       2.   O P T I M AL   P O W E F L O W   M AT H E M AT I CA L   F O RM UL A T I O N   T h OPF  p r o b lem   is   co m p l ex   task   ch ar ac ter ized   b y   its   n o n - lin ea r   a n d   n o n - c o n v e x   n at u r e.   I aim s   to   o p tim ize  s p ec if ic  p er f o r m an ce   o b jectiv es  in   p o wer   s y s tem   wh ile  s atis f y in g   s e o f   eq u ality   an d   in eq u ality   co n s tr ain ts .   Ma th em atica lly ,   th OPF p r o b lem   ca n   b f o r m u lated   as ( 1 ) .     :   ( , )   ( 1 )     ( , )     0   s u b ject   to   ( , )     0 .   I n   th OPF  f o r m u latio n ,     r e p r esen ts   th co n tr o o r   in d ep e n d en t   v ar iab les,  wh ile    d en o tes  th s tate  o r   d ep en d en v ar iab les.  T h f u n ctio n   ( )   co r r esp o n d s   to   th o b jectiv e   f u n ctio n s   b ein g   o p tim ized .   T h co n s tr ain ts   ar r e p r esen ted   as  ( )   f o r   i n eq u aliti es  an d   ( )   f o r   eq u alities   [ 6 ] - [ 8 ].     2 . 1 .     Co ntr o v a ri a bles   T h v ar iab les  th at  ac tiv ely   in f l u en ce   th p o wer   f lo with in   t h elec tr ical  n etwo r k   ar ter m ed   co n tr o l   v ar iab les an d   ar e   co llectiv ely   r ep r esen ted   as a   v ec to r   ( 2 ) .       =   [ 2        , 1   . .    , 1        , 1      ]   ( 2 )     Her e,     r ep r esen ts   th ac t iv p o wer   g en er ated   at  th - th   g en er ato r   b u s ,   ex clu d in g   th s lack   ( s win g )   g en er ato r .   Alth o u g h   b u s   1   is   t y p ically   ch o s en   as  th s win g   b u s   in   s tu d ies,  an y   g en e r ato r   b u s   m ay   s er v e   th is   r o le.      d en o tes  th v o ltag m ag n itu d at  th - th   PV  ( g en er ato r )   b u s .      r ef er s   to   th ta p   s ettin g   o f   th - t h   tr an s f o r m er   b r a n ch ,   an d      s tan d s   f o r   t h s h u n r ea ctiv e   c o m p en s atio n   at  th e   - th   b u s .   T h to tal  n u m b e r   o f   g en er ato r s ,   s h u n c o m p en s ato r s ,   an d   t r an s f o r m e r s   is   g iv en   b y     ,   an d    ,   r esp ec tiv ely .   E ac h   co n tr o l   v ar iab le  is   allo wed   t o   v a r y   wit h in   its   s p ec if ied   lim its .   W h ile  tr an s f o r m er   tap   s ettin g s   ar e   in h er en tly   d is cr ete  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r is o n   o f d iffer en tia l e vo lu tio n   o p timiz a tio n   tech n iq u e   w ith   o th er     ( V in ee ta   S .   C h a u h a n )   665   n atu r e,   th ey   ar r e p r esen ted   h e r in   p er - u n it ( p . u . )   v alu es with o u t c o n s id er in g   th ab s o lu te  v o ltag m ag n itu d e.   T o   alig n   with   ea r lier   s tu d ies  an d   f ac ilit ate  co m p ar ativ an al y s is ,   th ese  tap   s et tin g s as  wel l   as  all  o th er   co n tr o l   v ar iab les ar tr ea ted   as c o n tin u o u s   f o r   th m ajo r ity   o f   s im u latio n   s ce n ar io s   [ 6 ] - [ 8 ] .     2 . 2 .     St a t v a ria bles   T h s tate  v ar iab les  th at   d escr i b th p o wer   s y s tem s   s tate  ar r ep r esen ted   b y   v ec to r     as  ( 3 ) .   Her e  1   is   th g en er ato r   ac tiv e   p o wer   at  s lack   ( o r   s win g )   b u s ,      is   th r ea ctiv p o we r   o f   g en er ato r   co n n ec ted   to   b u s      is   th e   b u s   v o lta g o f   - th   lo ad   b u s   ( PQ  b u s ) ,   an d   lin e   lo a d in g   o f   - th   lin e   i s   g iv en   b y       an d      ar th e   n u m b er   o f   lo ad   b u s es a n d   tr an s m is s io n   lin es ,   r esp ec tiv ely   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .       =   [ 1   , 1     .    , 1        , 1        ]   ( 3 )     2 . 3 .     Co ns t ra ints   As  m en tio n ed   b ef o r e,   b o th   e q u ality   an d   in e q u ality   c o n s tr a in ts   m u s b s atis f ied   in   th OPF  is s u e.   T h f o llo win g   lis ts   th ese  lim it atio n s .     2 . 3 . 1 .   E qu a lity   co ns t ra ints   T h eq u ality   c o n s tr ain ts   in   OPF ar p o wer   b ala n ce   eq u atio n   an d   th o s ar e   ex p r ess e d   as   ( 4 )   an d   ( 5 ) .              = 1   [  c os (  ) +    s in (  ) ] = 0            ( 4 )              = 1   [  s in (  ) +    c os (  ) ] = 0            ( 5 )     W h er      −   ,   is   th d if f er en ce   in   v o ltag a n g les  b et wee n   b u s     an d   b u s      is   t h n u m b er   o f   b u s es,      an d      ar ac tiv an d   r ea ctiv lo ad   d em a n d s ,   r esp ec tiv e ly .      is   th tr an s f er   co n d u cta n ce   an d     is   th e   s u s ce p tan ce   b etwe en   b u s     an d   b u s   ,   r esp ec tiv ely .     2 . 3 . 2 .   I nequ a lity   co ns t ra ints   I n   th OPF  f r am ewo r k ,   in e q u ality   co n s tr ain ts   r ep r esen t   th o p er atio n al  b o u n d a r ies  o f   s y s tem   co m p o n en ts ,   as  well  as  th lim itatio n s   o n   tr an s m is s io n   lin e s   an d   lo ad   b u s es,  en s u r in g   th e   s ec u r o p e r atio n   o f   th p o wer   n etwo r k   [ 9 ] .                               ( 6 )                               ( 7 )                               ( 8 )     C o n tr o v ar iab les  g o v er n e d   b y   in eq u ality   co n s tr ain ts   ar in h er en tly   r estricte d   with in   p r e d ef in ed   lim its .   T h o p tim izatio n   p r o ce s s   id en tifie s   s u itab le  v alu es  f o r   th ese  v a r iab les  th at  r em ain   with in   th e ir   allo wab le  r an g es   [ 1 1 ] - [ 1 3 ] .       3.   ST UDY  CAS E S AN O B J E CT I V E   F UNC T I O N S   Sev er al  s tu d y   ca s es,  in clu d in g   s in g le  an d   m u lti   o b jectiv f o r m u latio n s ,   h av b e en   ca r r ied   o u u s in g   3 0   b u s   an d   5 7   b u s   test   s y s t e m s   to   ass es s   th p er f o r m a n ce   o f   d if f e r en co n s tr ain h an d li n g   ( C H)   tech n iq u es.  T ab le  1   p r o v i d es  an   o v er v ie o f   m ain   s y s tem   co m p o n en ts ,   in clu d in g   g en er ato r s ,   tr an s f o r m er s ,   a n d   s h u n t   co m p en s ato r s ,   alo n g   with   o th er   r elev an p ar am eter s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   I n   b o th   s y s tem s ,   b u s   1   is   k n o wn   as  th s win g   ( o r   s lack )   b u s   o r   δV  b u s .   Acc o r d in g   to   p o wer   b alan ce   ( 4 )   an d   ( 5 ) ,   th s win g   b u s   is   es s en tial  in   p r eser v in g   s y s tem   p o wer   b alan ce   a n aly s is   b y   m ak in g   u p   f o r   an y   d is cr ep an cy   in   ac tiv an d   r ea ctiv e   p o wer .   T h s win g   b u s   v o ltag e   m ag n itu d e   an d   p h ase  an g le  a r ad j u s ted   to   1   p . u .   a n d   0   d eg r ee s .   As  o u tp u o f   t h lo a d   f lo w   an aly s is ,   th v o ltag m ag n itu d es  an d   p h ase  an g les  o f   ev er y   b u s   ar co m p u te d   in   r elatio n   to   th s win g   b u s .   T h n ex t sectio n s   [1 5 ] [1 6 ad d r ess   th cr ea tio n   o f   s tu d y   ca s es f o r   th ese  b u s   s y s tem s .     3 . 1 .     P r o blem   f o rm ula t io o f   s t ud y   ca s es   3 . 1 . 1 .   Ca s 1 :   M ini m iza t io o f   f uel c o s t   T h r elatio n s h ip   b etwe en   t h e   f u el  c o s ( in   $ / h )   a n d   t h g en er ated   p o wer   ( in   MW)  is   ty p ically   m o d eled   u s in g   q u ad r atic  f u n ctio n .   T h er e f o r e,   th o b jectiv to   b m in im ize d   is   ex p r ess ed   as ( 9 ) .     ( , ) =     +    + 2   (9 )     W h er e   ,   ,     ar e   co s t   c o ef f icien ts   of   th e   - th   g en er ato r   p r o d u cin g   p o wer    .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   663 - 673   666   T a b l e   1 .   C o m p ar ativ o v e r v ie o f   I E E E   3 0 - b u s   an d   I E E E   5 7 - b u s   p o wer   n etwo r k   m o d els   S y st e m c o m p o n e n t s   30 - b u n e t w o r k   57 - b u n e t w o r k   To t a l   b u ses   3 0   b u se s [ 1 4 ]   5 7   b u se s [ 1 5 ]   B r a n c h   c o u n t   4 1   t r a n sm i ssi o n   l i n e   8 0   t r a n sm i ssi o n   l i n k s   [ 1 5 ]   S w i n g / s l a c k   b u d e t a i l s   B u s   1   d e si g n a t e d   a s   sw i n g   b u s   B u s e 1   a n d   2   c o n f i g u r e d   f o r   sw i n g   f u n c t i o n s   G e n e r a t o r   a l l o c a t i o n   6   u n i t s   a t   b u s e 2 ,   5 ,   8 ,   1 1 ,   a n d   1 3   7   u n i t s   l o c a t e d   a t   b u s e 3 ,   6 ,   8 ,   9 ,   a n d   1 2   R e a c t i v e   p o w e r   s u p p o r t     C o m p e n s a t i o n   a t   9   b u ses :   1 0 ,   1 2 ,   1 5   C o m p e n s a t i o n   u n i t s   a t   3   l o c a t i o n s :   b u ses  1 8 ,   2 5 ,   a n d   5 3   Ta p - c h a n g i n g   t r a n sf o r mers   4   t r a n sf o r mers   c o n n e c t e d   v i a   b r a n c h e s 1 1 ,   1 2 ,   1 5 ,   a n d   3 6   1 7   t r a n sf o r mers   l i n k e d   t o   b r a n c h e s   1 9 ,   2 0 ,   3 1 ,   3 5 ,   3 6 ,   3 7 ,   4 1 ,   4 6 ,   a n d   5 4   Tu n a b l e   c o n t r o l   v a r i a b l e s   2 4   a d j u st a b l e   p a r a m e t e r s   3 3   c o n t r o l   v a r i a b l e s   a d j u s t e d   v i a   b u s e s 5 8 ,   5 9 ,   6 5 ,   6 6 ,   7 1 ,   7 3 ,   7 6 ,   a n d   8 0   P o w e r   d e m a n d   ( l o a d )   To t a l   l o a d :   2 8 3 . 4   M W   a c t i v e ,   1 2 6 . 2   M V A r   r e a c t i v e   A g g r e g a t e   d e ma n d :   1 2 5 0 . 8   M W   a c t i v e ,   3 3 6 . 4   M V A r   r e a c t i v e   P e r mi ssi b l e   v o l t a g e   b a n d   ( l o a d   b u ses)   2 4   b u se s c o n st r a i n e d   w i t h i n   [ 0 . 9 5     1 . 0 5 ]   p . u .   5 0   l o a d   b u ses  mai n t a i n e d   b e t w e e n   [ 0 . 9 4     1 . 0 6 ]   p . u .       3 . 1 . 2 .   Ca s 2 :   M ini m iza t io o f   co s t   co ns idering   m ulti - f uels   T o   p r o d u ce   d i f f er en t   p o we r   o u tp u ts ,   th er m al  g e n er atin g   p la n ts   u s v ar iety   o f   f u els  s u c h   as  co al,   n atu r al  g as,  an d   o il.  Dep e n d i n g   o n   th k in d   an d   am o u n t   o f   f u el  u s ed ,   t h p etr o f u n ct io n   is   d iv id ed   in to   p iece wis q u ad r atic  f u n ctio n s .   T h f o llo win g   r ep r esen ts   th ex p en s o f   u s in g   m a n y   f u el s   ( 1 0 ) .       ( , ) =    +    +          ( 1 0 )     W ith in   p o wer   o u t p u t   r a n g e                b ein g   th e   f u el   o p tio n .     3 . 1 . 3 .   Ca s 3 :   E nh a ncem ent   o f   v o lt a g s t a bil it y   o f   t he  net wo rk   Vo ltag s tab ilit y   is s u es  h av g ar n er e d   in cr ea s in g   atten tio n   in   r ec en y ea r s ,   as  s ev er al  p o wer   s y s tem   b lack o u ts   h a v b ee n   attr ib u te d   to   v o ltag in s tab ilit y .   p o wer   s y s tem   is   co n s id er ed   v o lt ag s tab le  if   it  ca n   r eser v all  b u s   v o ltag es  with i n   p er m is s ib le  lim its   u n d er   n o r m al  o p er atin g   co n d itio n s   an d   f o llo win g   a   tr o u b le.   Vo ltag in s tab ilit y   ar is es wh en   tr o u b le,   in cr ea s ed   lo a d   d e m an d ,   o r   ch a n g in   s y s tem   c o n f ig u r atio n   lead s   to   g r ad u al  an d   u n co n tai n ab le  d ec lin in   v o ltag lev els  [ 17 ] .   T h is   p r o b lem   is   p ar ticu lar ly   p r ev alen in   s y s tem s   ch ar ac ter ized   b y   lo n g   tr a n s m is s io n   lin es  an d   h ea v y   lo ad in g .   E n h an cin g   v o ltag s tab ilit y   is   th er ef o r cr itical   asp ec o f   p o wer   s y s tem   o p er atio n   an d   p lan n in g .   T h e   L - in d ex   h as  p r o v en   to   b e   an   ef f ec tiv in d icato r   o f   v o ltag s tab ilit y   f o r   ea ch   lo a d   b u s   in   th n etwo r k   [ 1 8 ] .   T h in d e x   r an g es  f r o m   0   to   1 ,   wh er v alu o f   0   co r r esp o n d s   to   n o - lo ad   co n d itio n   an d   v alu o f   1   in d icate s   v o ltag co llap s e.   T h L - in d ex   is   co m p u ted   f o r   all  lo ad   b u s es,  an d   t h s u p r e m v alu a m o n g   th em   is   u s ed   as  g l o b al  in d icato r   o f   th s y s tem s   v o ltag e   s tab ilit y   m ar g in .   Acc o r d in g ly ,   th o b jectiv f u n ctio n   f o r   ass ess in g   s y s tem   s tab ilit y   ca n   b d ef in ed   in   ter m s   o f   th m ax im u m   L - in d e x   v alu e   [ 1 9 ] [ 2 0 ] .       ( , ) =    = ma x ( ) ,    = 1 , 2 , ,    ( 1 1 )     3 . 1 . 4 .   Ca s 4 :   M ini m iza t io o f   em is s io n   Pro d u cin g   elec tr ical  en e r g y   f r o m   p r ed ictab le  f u el  s o u r ce s   lead s   to   th r elea s o f   en v ir o n m en tally   h ar m f u l g ases .   T h em is s io n   lev els  o f   p o llu ta n ts   s u ch   as  SOx   an d   NOx   te n d   to   r is with   s u r g in   g e n er at io n   f o llo win g   th e   f u n ctio n al  r elati o n s h ip   p r esen ted   in   ( 1 9 ) .   T h er ef o r e,   r e d u cin g   th ese  em is s io n s   is   co n s id er ed   o n e   o f   th p r im ar y   o b jectiv es in   th OPF f o r m u latio n .       ( , ) =  =   [ (  = 1 +   +     ) 2   × 0 . 01 +   (   ) ]   ( 1 2 )     W h er e,         an d      ar all  em is s io n   co ef f icien ts   f o r   3 0 - b u s   s y s tem .     3 . 1 . 5 .   Ca s 5 Reducing   a ct u a l po wer   lo s s   B ec au s th lin es  in   g ea r b o x   s y s tem s   h av in tr in s ic  r esis t an ce ,   p o wer   lo s s   is   in ev itab le.   Use  th f o llo win g   f o r m u la  t o   r ed u ce   th r ea l p o wer   l o s s   ( in   MW)   [ 2 1 ] .       ( , ) =    =   (  )  = 1 [ 2   +   2   2 c os (  ) ]   ( 1 3 )     W h er e,        −   ,   is   th d if f er en ce   in   v o ltag an g les  b e twee n   b u s     an d   b u s   ,   an d    (  )   is   th tr an s f er   co n d u cta n ce   o f   b r an c h     co n n ec tin g   b u s es    an d   .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r is o n   o f d iffer en tia l e vo lu tio n   o p timiz a tio n   tech n iq u e   w ith   o th er     ( V in ee ta   S .   C h a u h a n )   667   3 . 1 . 6 .   Ca s 6 :   Reducing   f uel e x pens es a nd   a ct ua l po wer   l o s s   T h v o ltag q u ality   o f   th n e two r k   is   m ea s u r ed   b y   v o ltag d ev iatio n .   Fo r   s ec u r ity ,   th e   d ev iatio n   in d ex   is   cr u cial.   Fro m   th n o m in al  v alu o f   u n ity ,   th in d ic ato r   ca lcu lates  th to tal  ch an g o f   v o ltag es  ac r o s s   all  lo ad   b u s es ( PQ b u s es)  in   th n etwo r [ 2 2 ] .   T h e x p r ess io n   is   as   ( 1 4 ) .       ( , ) =    = 1 +    +    2 +     ×      ( 1 4 )     W h er e      is   th e   r ea l   p o w er   lo s s   in   th e   n etwo r k   ca lcu la ted   by   u s in g   ( 1 3 ) .     3 . 1 . 7 .   Ca s 7 :   M ini m iza t io o f   f uel c o s t   a nd   v o l t a g dev i a t io n   T h v o ltag q u ality   o f   th n e two r k   is   m ea s u r ed   b y   v o ltag d ev iatio n .   Fo r   s ec u r ity ,   th e   d ev iatio n   in d ex   is   cr u cial.   F r o m   th n o m in al  v alu o f   u n ity ,   th in d ic ato r   ca lcu lates  th to tal  ch an g o f   v o ltag es  ac r o s s   all  lo ad   b u s es ( PQ b u s es)  in   th n etwo r [ 2 3 ] .   T h e x p r ess io n   is   ( 1 5 ) .      = ( |  = 1   1 | )   (1 5 )     T h co m b i n ed   o b jectiv f u n ctio n   o f   f u el  c o s t a n d   v o ltag d e v iatio n   is   ( 1 6 ) .     ( , ) = (  + + 2 ) +      ×   1   (1 6 )     3 . 1 . 8 .   Ca s 8 :   I m pro v ing   v o l t a g e   s t a bil it y   a nd   re du cing   f uel c o s t   T h is   o b jectiv e   f u n ctio n   s ee k s   to   im p r o v e   s y s tem   v o ltag e   s tab ilit y   an d   lo wer   f u el   ex p e n s es.  s in g le   aim   is   cr ea ted   b y   c o m b in in g   s ev er al  o b jectiv es  as   ( 1 7 ) .     ( , ) = (  + + 2 ) +     ×     1   ( 1 7 )     W h er     is   ca lcu lated   u s i n g   ( 1 5 ) .     3 . 1 . 9 .   Ca s 9 :   M ini m iza t io o f   f uel c o s t ,   e m is s io n,  v o lt a g dev ia t io n ,   a nd   lo s s es   R ed u cin g   f u el  co s t,  lo wer in g   p o llu tan ts ,   m in im izin g   v o ltag d ev iatio n s ,   an d   d ec r ea s in g   r ea p o wer   lo s s es  ar th f o u r   m ain   g o als  th at  th is   ca s s tu d y   s im u ltan eo u s ly   tack les.  T h f o llo win g   i s   th f o r m u latio n   o f   co m b in ed   o b jectiv f u n ctio n   ( 1 8 ) .     ( , ) = ( +  + 2 ) +     ×   +      ×  +   +      ( 1 8 )     T o   b alan ce   th e   o b jectiv es,   th e   weig h t f ac to r s   ar e   s elec ted   wit h     =   19,      =   21 ,   a n d     =   22 .     3 . 2 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n o n IE E E   5 7 - b us   t est  s y s t em   T h ess en tial  co n f ig u r atio n   a n d   p ar am eter   v alu es  o f   th I E E E   5 7 - b u s   test   s y s tem   ar o u tlin ed   in   T ab le  1 .   T o   e v alu ate  alg o r ith m   p er f o r m an ce   u n d e r   v ar io u s   o p tim izatio n   co n d itio n s ,   f o u r   d is tin ct  ca s s tu d ies   ar co n d u cted .   T h ese  in clu d two   s in g le - o b jectiv an d   two   m u lti - o b jectiv o p tim izatio n   p r o b lem s ,   en s u r in g   a   b alan ce d   ex p lo r atio n   o f   al g o r i th m   ef f ec tiv en ess .     3 . 2 . 1 .   Ca s 1 0 :   Reducing   f uel c o s t     T h is   ca s ad d r ess es  s in g le - o b jectiv o p tim al  p o wer   f lo w   ( OPF )   p r o b lem   f o c u s ed   o n   m in im izin g   th to tal  g en er atio n   f u el  c o s t.  T h m ath e m atica f o r m u latio n   o f   th e   co s f u n ctio n   a n d   ass o ciate d   co e f f icien ts   ( f u el  c o s an d   em is s io n   p ar a m eter s )   r em ain   co n s is ten with   th o s e m p lo y e d   in   th e   I E E E   3 0 - b u s   b en ch m a r k   s y s tem ,   as d escr ib ed   in   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .     3 . 2 . 2 .   Ca s 1 1 :   Co m bin ed  re du ct io n o f   f uel c o s t   a nd   v o lt a g dev ia t io n   I n   th is   m u lti - o b jectiv s ce n ar i o ,   th o b jectiv is   to   s im u ltan eo u s ly   r ed u ce   t h f u el  c o s an d   th to tal   v o ltag d e v iatio n   ac r o s s   th l o ad   b u s es.  T h ese  two   g o als  a r co m b in ed   i n to   a   s ca lar   o b j ec tiv f u n ctio n   b y   ap p ly in g   weig h f ac to r   ass ig n ed   v al u o f   1 0 0 .   T h is   s ca lar izatio n   m eth o d   m ir r o r s   th ap p r o ac h   u s ed   p r ev io u s ly   i n   th I E E E   3 0 - b u s   s y s tem   to   h an d le  c o n f lictin g   o b jectiv es.     3 . 2 . 3 Ca s 1 2 :   Co m bin ed  re du ct io n o f   f uel c o s t   m ini m iz a t io n a nd   v o lt a g s t a bil it y   en ha ncem ent   T h is   ca s co n s id er s   an   o b ject iv f u n ctio n   th at  b len d s   ec o n o m ic  an d   o p er atio n al  g o als,  s p ec if ically   m in im izin g   f u el  co s t w h ile  en h an cin g   v o ltag s tab ilit y .   T h v o ltag s tab ilit y   is   q u an tifie d   u s in g   th m ax im u m   L - in d ex   ac r o s s   th e   s y s tem .   T h f o r m u latio n   p a r allels  th ap p r o ac h   u s ed   f o r   th 3 0 - b u s   n etwo r k ,   with   th e   s tab ilit y   weig h t f ac to r   s et  to   1 0 0 ,   en s u r i n g   b ala n ce d   tr a d e - o f f s   in   o p tim izatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   663 - 673   668   3 . 2 . 4 Ca s 1 3 :   Reducing   v o lt a g dev ia t i o   T h f o u r th   ca s ad d r ess es  s in g le - o b jectiv p r o b lem   wh e r th g o al  is   to   m in im ize  t h o v er all   v o ltag d e v iatio n   o f   lo a d   b u s es  f r o m   t h eir   n o m in al  p er - u n it  v alu ( 1 . 0   p . u . ) .   T h o b jectiv e   f u n ctio n   u s ed   h er e   is   s tr u ctu r ally   s im ilar   to   th ex p r ess io n   ap p lied   in   th I E E E   3 0 - b u s   test   s y s tem ,   en s u r in g   m eth o d o lo g ical  co n s is ten cy   wh ile  ad ap tin g   to   th s ca le  o f   th 5 7 - b u s   n etwo r k .       4.   AL G O RI T H M   F O DIFF E RE N T I A L   E VO L U T I O ( D E )   AL G O RI T H M   T h r esil ien t,  s to ch asti p o p u latio n - b ased   o p tim izatio n   m eth o d   k n o wn   as  DE ,   wh ich   was  f ir s t   in tr o d u ce d   b y   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] ,   h as  b ec o m p o p u lar   f o r   s o lv in g   c o m p licated   an d   n o n lin ea r   o p tim izatio n   p r o b lem s .   p o p u latio n   o f   p o te n tial  s o lu tio n s   is   iter ativ ely   r ef in ed   b y   th alg o r ith m   th r o u g h   cy cle  o f   m u tatio n ,   cr o s s o v er ,   an d   s elec tio n .   f it n ess   f u n ctio n   is   u s ed   to   ass ess   ea ch   m em b er   o f   th p o p u latio n ,   an d   th o s th at   d o   b etter   ar e   r etain ed   to   af f ec t   th m a k eu p   o f   th f o llo win g   g en er atio n .   An   o v er v iew  o f   th m ain   s tep s   in   th DE   p r o ce s s   is   g iv en   in   th is   s ec tio n .     4 . 1 .     I nitia liza t io n o f   po pu la t io n   E ac h   ca n d id ate  s o lu ti o n   ( o r   d ec is io n   v ec to r )   is   g iv e n   r an d o m   v alu with in   t h s p ec if ied   b o u n d s   o f   th co r r esp o n d in g   d ec is io n   v a r iab les.  At  th s tar o f   th DE   p r o ce s s ,   th at  s tar ts   with   th r a n d o m   g e n er atio n   o f   an   in itial  p o p u latio n .   T h in iti aliza tio n   g u ar an tees  th at  th s ea r ch   b eg in s   in   th s o l u tio n   s p ac v iab le  r eg i o n .   T h s tar tin g   v alu es o f   th k t h   d ec is io n   v ec to r   a n d   jth   c o m p o n en t a r as  ( 1 9 ) .     . 0 ( ) =   ( ) +    ,   [ 0 , 1 ] × [ m ax   ( )   ( ) ]   ( 1 9 )     W h er e    [ 0 , 1 ]   is   r an d o m   n u m b er   ly i n g   b etwe en   0   a n d   1   =   1 , 2 ,   …,     wh er   is   th d im en s io n   o f   th d ec is io n   v ec to r .     4. 2 .   M uta t io n   I n   th e   s ec o n d   s tep   o f   th e   DE   alg o r ith m ,   m u tatio n   o p e r atio n   is   ap p lie d   to   g en e r ate  m u tan ( o r   d o n o r )   v ec to r   Vk ,   f o r   ea ch   in d iv id u al  in   t h p o p u latio n ,   r ef er r ed   t o   as  th tar g et  v ec to r   Xk ,   wh er th e   s u b s cr ip G’   d en o tes  th e   cu r r en g e n er atio n .   T h e   m u tati o n   s tr ateg y   em p lo y ed   in   th is   wo r k   f o llo ws  th e   “DE /r an d /1 ”  s ch em e,   wh e r th m u tan v ec to r   is   f o r m ed   b y   ad d in g   th weig h ted   d if f er en ce   o f   two   r an d o m l y   s elec ted   p o p u latio n   v ec to r s   to   th ir d   r a n d o m l y   ch o s en   v ec to r   ( 2 0 ) .     , =  1 , + (  2 ,    3 ,   ( 2 0 )     T h in d ices   1 ,    2 ,   a n d    3   ar d is tin ct  an d   r a n d o m l y   s elec ted   f r o m   th en tire   p o p u latio n   r an g e.   T h e   m u tatio n   f ac to r     is   p o s itiv p ar am eter   u s ed   t o   s ca le  th d if f er en ce   b etwe en   v ec to r s .     4 . 3 .     Cro s s o v er   T h tr ial  o r   o f f s p r in g   v ec to r      [    ( 1 ) ,      ( 2 ) ,   . . . ,    ( ) ]   is   g en er ated   b y   jo in in g   elem en ts   o f   th d o n o r   v ec to r   with   th o s o f   th tar g et  v ec to r    ,     th r o u g h   cr o s s o v er   p r o ce s s .   I n   th is   ap p r o ac h ,   b in o m ial  cr o s s o v er   is   em p lo y ed ,   wh er ea ch   c o m p o n en is   n o m in ated   b ase d   o n   co m p ar is o n   b etwe en   r a n d o m ly   g e n er at ed   n u m b er   ( r an g in g   f r o m   0   to   1 )   an d   p r e d ef in e d   cr o s s o v er   r ate   .   T h p r o ce d u r f o r   d eter m in in g   ea c h   elem en t is o u tlin ed   as   ( 2 1 ) .     , ( ) = {   ,   ( )  ,   = 1 , , , ( )      =        ,   [ 0 , 1 ]    ( 2 1 )     W h er e,      is   r an d o m ly   c h o s en   n at u r al  n u m b er   i n   {1 ,   2 ,   …,   D}.   T h e   o f f s p r in g   v ec t o r   Uk ,   GU   {k ,   G}   Uk ,   is   ev alu ated   an d   co m p ar e d   with   th p ar e n v ec to r   Xk ,   GX   {k ,   G}   Xk ,   b ased   o n   f itn ess   an d   co n s tr ain v io latio n .   I n   co m p u tatio n ally   in ten s iv r ea l - wo r ld   p r o b lem s   lik OPF,  tr ial - an d - er r o r   to   id en tif y   s u itab le  C m eth o d   ca n   b in ef f icien t.  T o   a d d r ess   th is ,   th E C HT   m eth o d   co m b in es  m u lt ip le  C tech n iq u es  ( SF   an d   SP )   with   DE   [ 1 9 ]   as  th b ase  o p tim izatio n   alg o r ith m .   E ac h   C tech n iq u e   m ain tain s   its   o wn   p o p u latio n   an d   p ar a m eter s ,   p r o d u cin g   o f f s p r in g   th at  n o o n l y   co m p ete   with in   th eir   o wn   g r o u p   b u also   ac r o s s   th p o p u latio n s   o f   o th e r   C m eth o d s .   T h is   cr o s s - co m p etit io n   en s u r es  th at  ev en   if   a n   o f f s p r in g   is   r ejec ted   with in   its   o wn   g r o u p ,   it  m a y   s till   b ac ce p ted   elsewh er e th u s   m ax im izin g   th u tili ty   o f   ea ch   f u n ctio n   ev alu atio n .   E C HT   d y n am icall y   ad ap ts ,   allo win g   th m o s e f f ec tiv C tech n iq u at  a n y   s tag to   d o m i n ate  an d   in f lu e n ce   th ev o lu tio n ar y   p r o ce s s .   T h is   r em o v es  th n ee d   f o r   m a n u al  tu n i n g   an d   m e th o d   s elec tio n .   Fo r   th OPF  p r o b lem ,   th d ec is io n   v ar iab le  d im en s io n s   ( )   ar e   2 4 ,   3 3 ,   a n d   1 3 0   f o r   t h 3 0 -   a n d   5 7 - b u s   s y s tem s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r is o n   o f d iffer en tia l e vo lu tio n   o p timiz a tio n   tech n iq u e   w ith   o th er     ( V in ee ta   S .   C h a u h a n )   669   T h p o p u latio n   s ize  (  )   an d   th m ax im u m   n u m b er   o f   f u n ctio n   e v alu atio n s   ( m ax ev al )   v ar y   b y   ca s e.   T h e   alg o r ith m s   wer im p lem en ted   in   MA T L AB   an d   s im u latio n s   wer p er f o r m e d   o n   a n   I n tel  C o r i5   C PU  @   2 . 7   GHz   with   4   GB   R AM .   Simu l atio n   r esu lts   ar d is cu s s ed   in   Fig u r 1 ,   th at   s h o ws  th f lo w ch ar o f   th E C HT - DE   a lg o r ith m   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .           Fig u r 1 .   Flo wch ar f o r   E C HT - DE   a lg o r ith m       5.   RE SU L T S AN CO M P ARI SO N   T h 3 0 - b u s   s y s tem   u n d er we n o p tim izatio n   ac r o s s   0 9   d if f er en ca s es,  ea ch   tar g etin g   s p ec if ic  o b jectiv es  s u ch   as  f u el  c o s m in im izatio n ,   em is s io n   r ed u ctio n ,   lo s s   m in im izatio n ,   v o ltag s tab ilit y ,   an d   v alv e - p o in ef f ec ts .   SP - DE   co n s is ten tly   o u tp er f o r m s   in   m u lti - o b jec tiv ca s es,  esp ec ially   in   em is s i o n   an d   p o wer   lo s s   o p tim izatio n   ( C ases   2   an d   5 ) .   E C HT - DE   p r o v i d es  r o b u s s o lu tio n s   in   v o ltag e   s tab ilit y   an d   em is s io n - f o c u s ed   ca s es  ( C ase s   3   an d   4 ) .   SF - DE   p er f o r m s   r eliab l y   u n d er   c o m p lex   c o n d itio n s   lik v al v e - p o in l o ad in g   an d   d eliv er s   co m p etitiv r esu lts   in   co s t - ce n tr ic  ca s es  ( C ases   1 ,   6 ,   9 ) .   T ab le   2   r ep r esen ts   s u m m ar y   o f   ca s s tu d ies.  Fo r   th 5 7 - b u s   s y s tem ,   C ases   1 0   th r o u g h   1 3   ev alu ate  th s y s tem   b ased   o n   f u el  co s t,  lo s s es,   em is s io n s ,   v o ltag e   d ev iatio n ,   an d   L - in d ex ,   f o cu s in g   o n   o v er all   s y s tem   r eliab i lity   an d   ec o n o m ic  p er f o r m an ce .   SP - DE   clea r l y   d o m in ates  th I E E E   5 7 - b u s   s y s tem ,   ac h iev in g   th lo west  f u el  co s t,  b est  v o ltag r eg u latio n ,   lo west   em is s io n s ,   an d   s h o r test   C PU  tim e.   SF - DE   m ar g in ally   o u tp e r f o r m s   in   p o wer   lo s s   r ed u ctio n   in   C ase  1 3 ,   i n d icatin g   its   s tr en g th   in   elec tr ical   ef f icien cy .   SP - DE   is   th m o s v er s at ile  alg o r ith m ,   s h o win g   s u p er i o r   p e r f o r m an ce   i n   m in im izin g   f u el  co s ts ,   em is s io n s ,   v o ltag d ev iatio n ,   an d   co m p u tatio n   tim ac r o s s   b o th   I E E E   s y s tem s .   E C HT - DE   p r o v es  ef f ec tiv f o r   v o lta g s tab ilit y   an d   e m is s io n - ce n t r ic  ca s es,  esp ec ially   in   th e   3 0 - b u s   s y s tem .   SF - DE ,   wh ile  s lig h tly   les s   d o m in an o v er all,   ex ce ls   in   lo s s   m in im izatio n   an d   v alv e - p o in h an d lin g ,   in d icatin g   s u itab ilit y   f o r   r ea lis tic  an d   n o n - lin ea r   s ce n a r io s .   T h 3 0 - b u s   s y s tem ,   b ein g   s m aller ,   e x h i b its   lo wer   ab s o lu te   p o wer   lo s s es  an d   em is s io n s ,   wh er ea s   th 5 7 - b u s   s y s tem   em p h asizes  s ca lab ilit y   an d   v o ltag co n tr o l.   T a b le s   an d   4   s h o w   s im u latio n   r esu lts   o f   b est  s o lu tio n s   f o r   3 0   an d   5 7 - b u s   s y s tem s .   Fig u r e s   a n d   3   r ep r esen t   th e   30 - b u s   s y s tem   -   v o ltag e   p r o f iles   o f   lo a d   b u s es  f o r   th b est  s o lu tio n s   o f   ca s e s   1   to   9 .   Fig u r e   4   ( s ee   Ap p en d ix )   s h o ws  th 57 - b u s   s y s tem   -   v o l tag p r o f iles   o f   lo a d   b u s es f o r   th b est s o lu tio n s   o f   ca s e s   1 0   to   1 3 .   Fig u r 5   ( s ee   Ap p en d ix )   d ep icts   co n v er g e n c g r ap h s   f o r   d i f f er en p ar am et er s   o f   p r o p o s ed   a n d   o th er   al g o r ith m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   663 - 673   670   T ab le  2 .   Ov e r v iew  o f   t h ca s s tu d y   s ce n ar io s   I EEE   30 - b u s s y st e m   I EEE   57 - b u s   s y s t e m   C a se   N o .   V a l v e - p o i n t   e f f ect   Emi ssi o n   B a si c   f u e l   c o s t   ( d u p )   P o w e r   l o ss   V o l t a g e   d e v i a t i o n   ( d u p )   V o l t a g e   s t a b i l i t y   M u l t i - f u e l   c o s t   V o l t a g e   d e v i a t i o n   V o l t a g e   s t a b i l i t y   ( d u p )   B a si c   f u e l   co st   1       Y e s       Y e s       Y e s   Y e s   2         Y e s   Y e s     Y e s         3           Y e s   Y e s     Y e s   Y e s     4     Y e s   Y e s       Y e s         Y e s   5         Y e s       Y e s     Y e s     6   Y e s   Y e s   Y e s               Y e s   7       Y e s   Y e s   Y e s     Y e s       Y e s   8     Y e s   Y e s       Y e s       Y e s   Y e s   9           Y e s   Y e s   Y e s     Y e s   Y e s   10   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s     Y e s   Y e s   Y e s   11   Y e s             Y e s         12   Y e s   Y e s   Y e s     Y e s       Y e s       13   Y e s         Y e s     Y e s   Y e s   Y e s   Y e s       T a b l e   3 .   Sy s tem   1   ( 3 0 - b u s )   r esu lts   o f   o p tim al  s im u latio n   r u n s   C a se   N o .   T1 1   ( p . u . )   V 8   ( p . u . )   Emi ssi o n   ( t / h )   P G 8   ( M W )   P G 2   ( M W )   Q c 2 9   ( M V A r )   F u e l   c o st   ( $ / h )   V 1 3   ( p . u . )   T3 6   ( p . u . )   P l o ss   ( M W )   A l g o r i t h m   1   1 . 0 5 8 2   1 . 0 3 9 1   0 . 3 7 3 4   2 0 . 7 6 8 1   4 8 . 1 2 0 2   2 . 4 3 2 1   8 1 3 . 9 9 1 2   1 . 0 4 5 1   0 . 9 7 3 1   9 . 2 2 4 8   SF - DE   2   1 . 0 2 6 4   1 . 0 4 2 3   0 . 2 7 7 6 1   3 3 . 7 5 9 3   5 6 . 8 0 2 5   2 . 2 9 5 3   6 5 1 . 2 2 3 4   1 . 0 5 7 9   0 . 9 7 9 9   6 . 5 5 5 3   SP - DE   3   1 . 0 4 9 7   1 . 0 5 7 2   0 . 2 3 0 7   3 3 . 1 8 9 3   7 9 . 1 7 4 2   0 . 0 3 2 7   9 2 6 . 1 8 2 4   1 . 0 7 2 1   0 . 9 6 4 2   4 . 5 1 0 3   EC H T - DE   4   1 . 0 7 2 3   1 . 0 4 5 8   0 . 2 1 7 1 5   3 5 . 0   6 6 . 3 0 9 3   2 . 4 8 0 1   9 3 5 . 1 3 4 9   1 . 0 5 3 3   0 . 9 7 1 2   3 . 2 2 4 7   EC H T - DE   5   1 . 0 6 8 9   1 . 0 4 6 5   0 . 2 0 9 9 8   3 4 . 9 9 2 1   8 0 . 0 0 0 0   2 . 3 0 2 4   9 5 6 . 8 8 2 3   1 . 0 5 6 7   0 . 9 7 3 5   3 . 1 0 2 9   SP - DE   6   1 . 0 1 3 1   1 . 0 3 7 1   0 . 4 4 4 2 0   1 1 . 0 0 2 9   4 4 . 9 9 9 1   2 . 3 0 3 4   8 4 3 . 1 8 8 8   1 . 0 5 4 2   0 . 9 7 5 2   1 0 . 7 8 9 1   SF - DE   7   1 . 0 6 7 3   1 . 0 4 1 5   0 . 2 2 4 2 1   3 5 . 0 0 0 0   5 2 . 0 9 1 3   2 . 2 2 1 9   8 7 2 . 3 1 2 3   1 . 0 5 3 8   0 . 9 7 0 7   4 . 5 1 8 2   SF - DE   8   1 . 0 6 8 4   1 . 0 4 3 5   0 . 3 7 2 3 3   2 3 . 4 5 3 1   4 8 . 2 1 9 1   2 . 5 1 9 2   8 1 5 . 3 3 2 3   1 . 0 4 8 1   0 . 9 7 1 1   9 . 7 7 1 3   EC H T - DE   9   1 . 0 3 0 2   1 . 0 3 6 1   0 . 3 7 0 9 8   2 1 . 7 2 3 4   4 7 . 1 9 1 2   2 . 0 4 5 7   8 1 0 . 7 9 8 7   1 . 0 4 0 1   0 . 9 6 6 3   8 . 8 0 3 3   SF - DE       T a b l e   4 .   Sy s tem   2   ( 5 7 - b u s )   r esu lts   o f   o p tim al  s im u latio n   r u n s   P e r f o r ma n c e   p a r a m e t e r   M i n i m u m   M a x i m u m   Te st   c a s e   1 0   Te st   c a s e   1 1   Te st   c a s e   1 2   Te st   c a s e   1 3   O p t i mi z a t i o n   p r o c e d u r e       SP - DE   SP - DE   SF - DE   SP - DE   F u e l   c o st   ( i n   $ / h )       4 1 , 7 7 8 . 8 2   4 2 , 5 6 7 . 5 0   4 2 , 1 6 8 . 5 3   4 5 , 5 4 9 . 4 9   A c t i v e   p o w e r   l o ss (M W )       1 4 . 9 0 9 0   1 5 . 5 8 9 7   1 4 . 8 9 6 3   1 8 . 4 2 7 5   V o l t a g e   d e v i a t i o n   ( p . u . )       1 . 5 4 3 6 7   0 . 7 8 2 5 3   1 . 6 1 1 7 4   0 . 6 0 2 6 7   Emi ssi o n   ( t / h )       1 . 3 5 0 0   1 . 3 5 5 0   1 . 3 5 7 6   1 . 2 8 9 8   M a x i m u m   L - i n d e x       0 . 2 8 1 2 3   0 . 2 9 2 2 8   0 . 2 9 0 2 2   0 . 3 0 0 5 2   C o m p u t a t i o n   t i m e   ( se c o n d s)       2 1 9 . 9   2 0 3 . 6   2 1 4 . 4   2 1 2 . 5             Fig u r 2 .   3 0 - b u s   s y s tem   -   v o lt ag e   p r o f iles   o f   lo ad   b u s es   f o r   t h b est   s o lu tio n s   of   ca s e   1   to   ca s e   5     Fig u r 3 .   3 0 - b u s   s y s tem   -   v o lt ag e   p r o f iles   o f   lo ad   b u s es   f o r   t h b est   s o lu tio n s   of   ca s e   6   to   ca s e   9       6.   CO NCLU SI O N   T o   s o lv e   th OPF  p r o b lem a   n o n - lin ea r   an d   m u lti - co n s tr ain ed   o p tim izatio n   ch allen g e   es s en tial  to   th s af an d   co s t - ef f ec tiv o p er atio n   o f   p o wer   s y s tem s ,   th is   s tu d y   h as  in v esti g ated   th in teg r atio n   o f   s o p h is ticated   co n s tr ain h an d lin g   ap p r o ac h es  with   DE .   C o n v en tio n al  m eth o d s   s u ch   as  s tati p en alty   f u n ctio n s   ar co n s tr ain ed   b y   th eir   s en s itiv ity   to   m an u ally   ch o s en   p en alty   co ef f icie n ts ,   wh ich   f r e q u en tly   n ec ess i tate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o mp a r is o n   o f d iffer en tia l e vo lu tio n   o p timiz a tio n   tech n iq u e   w ith   o th er     ( V in ee ta   S .   C h a u h a n )   671   s ig n if ican tu n in g   a n d   h a ve   p o o r   g en e r aliza tio n   ac r o s s   v a r io u s   s y s tem   co n d itio n s .   Su p er io r ity   o f   f ea s ib le   s o lu tio n s ,   s elf - ad ap tiv p en a lty   an d   a   h y b r id   e n s em b le  ap p r o ac h   ter m ed   en s em b le  co n s tr ain h an d lin g   tech n iq u wer th th r ee   u n iq u co n s tr ain t - h an d lin g   m ec h a n is m s   th at  th s tu d y   co n s tr u ct ed   an d   co m p a r ed   to   g et  ar o u n d   t h ese  r estrictio n s .   T h ese  tactics  wer ap p lied   m e th o d ically   to   b o th   3 0 - b u s   a n d   5 7 - b u s   test   s y s tem s ,   ad d r ess in g   a   v ar iety   o f   OP o b jectiv es  in clu d in g   co s t   m in im izatio n ,   em is s io n   r e d u ctio n ,   p o wer   lo s s   m in im izatio n ,   an d   v o ltag s tab ilit y   en h an ce m en t.  Simu lat io n   r esu lts   in d icate   th at  th p r o p o s ed   m eth o d s ,   p ar ticu lar ly   th en s em b le  ap p r o ac h   ( E C HT ) ,   s ig n if ican tly   e n h an ce   th DE   alg o r ith m s   ab ilit y   to   co n v er g to   h ig h - q u ality ,   f ea s ib le  s o lu tio n s   ac r o s s   b o th   s in g le - o b jectiv e   an d   m u lti - o b jectiv o p tim iza tio n   s ce n ar io s .   T h e   E C HT   m eth o d   ex h ib ited   r o b u s p er f o r m an ce   in   b alan ci n g   t h tr ad e - o f f s   am o n g   co m p etin g   OPF  o b jectiv es  wh ile  co n s is ten tly   m ain tain in g   f ea s ib ilit y   u n d er   s tr ict  o p er a tio n al  co n s tr ain ts .   Fu r t h er m o r e,   th a d ap tiv a n d   d y n am ic  n at u r o f   th p r o p o s ed   co n s tr ain h a n d lin g   tech n iq u es  r ed u ce s   th d e p en d e n cy   o n   p r o b lem - s p ec if ic   p ar am eter   tu n in g   an d   en h an ce s   th alg o r ith m s   g en er aliz ab ilit y   to   d if f er en OPF  s etti n g s .   C o m p ar ed   to   ex is tin g   tech n iq u es in   th liter atu r e,   th p r o p o s ed   m eth o d s   o f f er   m o r r eliab le  an d   au to m ated   f r am ewo r k   f o r   s o lv in g   th OPF  p r o b lem   u n d er   p r ac tical  p o wer   s y s tem   c o n s tr ain ts .   I n   s u m m a r y ,   t h is   wo r k   co n tr ib u tes  a   m ea n in g f u ad v an ce m en t   in   th f ield   o f   ev o l u tio n ar y   o p tim izatio n   f o r   p o wer   s y s tem s   b y   ad d r ess in g   th e   cr itical  is s u o f   co n s tr ain s atis f ac tio n   in   OPF  p r o b lem s .   Fu tu r wo r k   m ay   e x ten d   t h is   f r am ewo r k   b y   in teg r atin g   o th er   m etah eu r is tics   with   h y b r id   c o n s tr ain h a n d lin g   o r   e x p lo r i n g   r ea l - tim OPF  in   s m ar g r id   en v ir o n m en ts   in v o l v in g   r e n ew ab le  in teg r atio n   an d   d em an d - s id p ar ticip atio n .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   is   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS   ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Vin ee ta  S.  C h au h an                               J ay d ee p   C h ak r av o r ty                               Sid d h ar th s in g h   K.   C h au h an                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d i n g s   o f   th is   s tu d y   ar av ailab le  f r o m   th co r r esp o n d i n g   au th o r ,   [ SKC ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   R .   M a l l i p e d d i   a n d   P .   N .   S u g a n t h a n ,   E n s e mb l e   o f   c o n s t r a i n t   h a n d l i n g   t e c h n i q u e s ,   I EE T r a n sa c t i o n s   o n   E v o l u t i o n a r y   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   p p .   5 6 1 5 7 9 ,   A u g .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TEV C . 2 0 0 9 . 2 0 3 3 5 8 2 .   [ 2 ]   K .   D e b ,   A n   e f f i c i e n t   c o n s t r a i n t   h a n d l i n g   me t h o d   f o r   g e n e t i c   a l g o r i t h ms,”   C o m p u t e Me t h o d i n   A p p l i e d   Me c h a n i c a n d   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 8 6 ,   n o .   2 4 ,   p p .   3 1 1 3 3 8 ,   J u n .   2 0 0 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 0 4 5 - 7 8 2 5 ( 9 9 ) 0 0 3 8 9 - 8.   [ 3 ]   R .   F a r ma n i   a n d   J.   A .   W r i g h t ,   S e l f - a d a p t i v e   f i t n e ss   f o r mu l a t i o n   f o r   c o n st r a i n e d   o p t i mi z a t i o n ,   I EE T ra n s a c t i o n s   o n   Ev o l u t i o n a r y   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   7 ,   n o .   5 ,   p p .   4 4 5 4 5 5 ,   2 0 0 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T EV C . 2 0 0 3 . 8 1 7 2 3 6 .   [ 4 ]   B .   Te ss e ma   a n d   G .   G .   Y e n ,   A   s e l f   a d a p t i v e   p e n a l t y   f u n c t i o n   b a se d   a l g o r i t h m   f o r   c o n st r a i n e d   o p t i mi z a t i o n ,   i n   2 0 0 6   I E EE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   E v o l u t i o n a r y   C o m p u t a t i o n 2 0 0 6 ,   p p .   2 4 6 253 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EC . 2 0 0 6 . 1 6 8 8 3 1 5 .   [ 5 ]   J.  D e r r a c ,   S .   G a r c ´ ı a ,   D .   M o l i n a ,   a n d   F .   H e r r e r a ,   A   p r a c t i c a l   t u t o r i a l   o n   t h e   u s e   o f   n o n p a r a me t r i c   st a t i st i c a l   t e s t a a   met h o d o l o g y   f o r   c o m p a r i n g   e v o l u t i o n a r y   a n d   sw a r m   i n t e l l i g e n c e   a l g o r i t h ms,”   S w a rm   a n d   E v o l u t i o n a ry   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 1 8 ,   2 0 1 1 .   [ 6 ]   C .   A .   C .   C o e l l o ,   Th e o r e t i c a l   a n d   n u meric a l   c o n s t r a i n t - h a n d l i n g   t e c h n i q u e u se d   w i t h   e v o l u t i o n a r y   a l g o r i t h ms :   a   su r v e y   o f   t h e   st a t e   o f   t h e   a r t ,   C o m p u t e Me t h o d i n   A p p l i e d   M e c h a n i c s   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 9 1 ,   n o .   1 1 1 2 ,   p p .   1 2 4 5 1 2 8 7 ,   J a n .   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 0 4 5 - 7 8 2 5 ( 0 1 ) 0 0 3 2 3 - 1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   663 - 673   672   [ 7 ]   H .   R .   E.   H .   B o u c h e k a r a ,   A .   E.   C h a i b ,   M .   A .   A b i d o ,   a n d   R .   A .   E l - S e h i e my ,   O p t i ma l   p o w e r   f l o w   u si n g   a n   i mp r o v e d   c o l l i d i n g   b o d i e o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m ,”  Ap p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g   J o u rn a l ,   v o l .   4 2 ,   p p .   1 1 9 1 3 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 1 6 . 0 1 . 0 4 1 .   [ 8 ]   A. - A .   A .   M o h a m e d ,   Y .   S .   M o h a m e d ,   A .   A .   M .   E l - G a a f a r y ,   a n d   A .   M .   H e mei d a ,   O p t i m a l   p o w e r   f l o w   u s i n g   mo t h   sw a r m   a l g o r i t h m,   E l e c t ri c   P o w e S y st e m s   R e se a rc h ,   v o l .   1 4 2 ,   p p .   1 9 0 2 0 6 ,   Ja n .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e p sr . 2 0 1 6 . 0 9 . 0 2 5 .   [ 9 ]   K .   A y a n ,   U .   K ı l ı ç ,   a n d   B .   B a r a k l ı ,   C h a o t i c   a r t i f i c i a l   b e e   c o l o n y   a l g o r i t h m   b a se d   s o l u t i o n   o f   se c u r i t y   a n d   t r a n s i e n t   s t a b i l i t y   c o n st r a i n e d   o p t i ma l   p o w e r   f l o w ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   P o w e &   E n e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   6 4 ,   p p .   1 3 6 1 4 7 ,   J a n .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 0 7 . 0 1 8 .   [ 1 0 ]   A .   R .   B h o w m i k   a n d   A .   K .   C h a k r a b o r t y ,   S o l u t i o n   o f   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   u si n g   n o n   d o mi n a t e d   s o r t i n g   m u l t i   o b j e c t i v e   o p p o si t i o n   b a s e d   g r a v i t a t i o n a l   se a r c h   a l g o r i t h m,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   P o w e &   E n e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   6 4 ,   p p .   1 2 3 7 1 2 5 0 ,   Ja n .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 0 9 . 0 1 5 .   [ 1 1 ]   A .   R a m e sh   K u mar  a n d   L.   P r e mal a t h a ,   O p t i ma l   p o w e r   f l o w   f o r   a   d e r e g u l a t e d   p o w e r   s y st e u si n g   a d a p t i v e   r e a l   c o d e d   b i o g e o g r a p h y - b a s e d   o p t i m i z a t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t ri c a l   P o w e &   E n e r g y   S y s t e m s ,   v o l .   7 3 ,   p p .   3 9 3 3 9 9 ,   D e c .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 5 . 0 5 . 0 1 1 .   [ 1 2 ]   B .   M a h d a d   a n d   K .   S r a i r i ,   S e c u r i t y   c o n s t r a i n e d   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   so l u t i o n   u si n g   n e w   a d a p t i v e   p a r t i t i o n i n g   f l o w e r   p o l l i n a t i o n   a l g o r i t h m,   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   4 6 ,   p p .   5 0 1 5 2 2 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 1 6 . 0 5 . 0 2 7 .   [ 1 3 ]   K .   P a n d i a r a j a n   a n d   C .   K .   B a b u l a l ,   F u z z y   h a r m o n y   se a r c h   a l g o r i t h m   b a se d   o p t i ma l   p o w e r   f l o w   f o r   p o w e r   sy s t e s e c u r i t y   e n h a n c e me n t ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   P o w e E n e r g y   S y s t e m s ,   v o l .   7 8 ,   p p .   7 2 7 9 ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 5 . 1 1 . 0 5 3 .   [1 4 ]   M .   G h a sem i ,   S .   G h a v i d e l ,   M .   G i t i z a d e h ,   a n d   E.   A k b a r i ,   A n   i mp r o v e d   t e a c h i n g - l e a r n i n g - b a se d   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h u si n g   v y   mu t a t i o n   s t r a t e g y   f o r   n o n - smo o t h   o p t i ma l   p o w e r   f l o w ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   P o w e a n d   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   6 5 ,   p p .   3 7 5 3 8 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 1 0 . 0 2 7 .   [1 5 ]   P .   K .   R o y   a n d   C .   P a u l ,   O p t i ma l   p o w e r   f l o w   u si n g   k r i l l   h e r d   a l g o r i t h m,”   I n t e r n a t i o n a l   T r a n sa c t i o n o n   El e c t r i c a l   En e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   8 ,   p p .   1 3 9 7 1 4 1 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e t e p . 1 8 8 8 .   [1 6 ]   E.   N a d e r i ,   H .   N a r i ma n i ,   M .   F a t h i ,   a n d   M .   R .   N a r i ma n i ,   A   n o v e l   f u z z y   a d a p t i v e   c o n f i g u r a t i o n   o f   p a r t i c l e   sw a r o p t i m i z a t i o n   t o   so l v e   l a r g e - sc a l e   o p t i m a l   r e a c t i v e   p o w e r   d i sp a t c h ,   Ap p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   5 3 ,   p p .   4 4 1 4 5 6 ,   A p r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 1 7 . 0 1 . 0 1 2 .   [ 1 7 ]   H .   P u l l u r i ,   R .   N a r e s h ,   a n d   V .   S h a r m a ,   A p p l i c a t i o n   o f   st u d   k r i l l   h e r d   a l g o r i t h f o r   so l u t i o n   o f   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   p r o b l e m s,”   I n t e r n a t i o n a l   T r a n s a c t i o n s   o n   El e c t r i c a l   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   6 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e t e p . 2 3 1 6 .   [ 1 8 ]   H .   P u l l u r i ,   R .   N a r e s h ,   a n d   V .   S h a r ma ,   A   so l u t i o n   n e t w o r k   b a se d   o n   s t u d   k r i l l   h e r d   a l g o r i t h f o r   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   p r o b l e ms, ”  S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 9 1 7 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 0 0 - 0 1 6 - 2 3 1 9 - 3.   [ 1 9 ]   H .   R .   E.   H .   B o u c h e k a r a ,   A .   E .   C h a i b ,   a n d   M .   A .   A b i d o ,   M u l t i o b j e c t i v e   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   u si n g   a   f u z z y   b a se d   g r e n a d e   e x p l o si o n   m e t h o d ,   E n e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p p .   6 9 9 7 2 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 6 6 7 - 0 1 6 - 0 2 0 6 - 8.   [ 2 0 ]   S .   S .   R e d d y   a n d   C .   S .   R a t h n a m ,   O p t i ma l   p o w e r   f l o w   u s i n g   g l o w w o r m   sw a r o p t i m i z a t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   Po w e a n d   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   8 0 ,   p p .   1 2 8 1 3 9 ,   2 0 1 6 .   [ 2 1 ]   R .   R o y   a n d   H .   T.   Ja d h a v ,   O p t i m a l   p o w e r   f l o w   s o l u t i o n   o f   p o w e r   s y st e m i n c o r p o r a t i n g   s t o c h a st i c   w i n d   p o w e r   u si n g   G b e st   g u i d e d   a r t i f i c i a l   b e e   c o l o n y   a l g o r i t h m ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   P o w e a n d   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   6 4 ,   p p .   5 6 2 5 7 8 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 0 7 . 0 1 0 .   [ 2 2 ]   M .   G h a sem i ,   S .   G h a v i d e l ,   S .   R a h ma n i ,   A .   R o o st a ,   a n d   H .   F a l a h ,   A   n o v e l   h y b r i d   a l g o r i t h o f   i m p e r i a l i s t   c o mp e t i t i v e   a l g o r i t h m   a n d   t e a c h i n g   l e a r n i n g   a l g o r i t h m   f o r   o p t i ma l   p o w e r   f l o w   p r o b l e w i t h   n o n - smo o t h   c o s t   f u n c t i o n s ,   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n o f   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 9 ,   p p .   5 4 6 9 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 1 3 . 1 1 . 0 0 3 .   [ 2 3 ]   A .   M .   S h a h e e n ,   R .   A .   El - S e h i e m y ,   a n d   S .   M .   F a r r a g ,   S o l v i n g   m u l t i - o b j e c t i v e   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   p r o b l e m   v i a   f o r c e d   i n i t i a l i s e d   d i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n   a l g o r i t h m,”   I E T   G e n e r a t i o n ,   T ra n sm i ss i o n   a n d   D i st ri b u t i o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   7 ,   p p .   1 6 3 4 1 6 4 7 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - g t d . 2 0 1 5 . 0 8 9 2 .   [ 2 4 ]   A .   M .   S h a h e e n ,   S .   M .   F a r r a g ,   a n d   R .   A .   E l - S e h i e my ,   M O P F   s o l u t i o n   m e t h o d o l o g y ,   I ET  G e n e ra t i o n ,   T ra n sm i ssi o n   a n d   D i st ri b u t i o n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p p .   5 7 0 5 8 1 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - g t d . 2 0 1 6 . 1 3 7 9 .   [ 2 5 ]   M .   S e d i g h i z a d e h ,   M .   S a r v i ,   a n d   E .   N a d e r i ,   M u l t i   o b j e c t i v e   o p t i m a l   p o w e r   f l o w   w i t h   F A C TS  d e v i c e u s i n g   s h u f f l e d   f r o g   l e a p i n g   a l g o r i t h m,   I n t e r n a t i o n a l   Re v i e w   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 9 4 1 8 0 1 ,   2 0 1 1 .   [ 2 6 ]   T.   N i k n a m,  R .   A z i z i p a n a h - A b a r g h o o e e ,   a n d   M .   R .   N a r i ma n i ,   A   n e w   m u l t i   o b j e c t i v e   o p t i m i z a t i o n   a p p r o a c h   b a sed   o n   TL B O   f o r   l o c a t i o n   o f   a u t o m a t i c   v o l t a g e   r e g u l a t o r i n   d i s t r i b u t i o n   sy s t e m s,”   En g i n e e ri n g   A p p l i c a t i o n o f   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 5 ,   n o .   8 ,   p p .   1 5 7 7 1 5 8 8 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 1 2 . 0 7 . 0 0 4 .   [ 2 7 ]   R .   S t o r n   a n d   K .   P r i c e ,   D i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n     a   s i mp l e   a n d   e f f i c i e n t   h e u r i st i c   f o r   g l o b a l   o p t i m i z a t i o n   o v e r   c o n t i n u o u s p a c e s ,”  J o u rn a l   o f   G l o b a l   O p t i m i z a t i o n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p p .   3 4 1 3 5 9 ,   D e c .   1 9 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 2 3 / A : 1 0 0 8 2 0 2 8 2 1 3 2 8 .       AP P E NDI X         Fig u r 4 .   57 - bus   s y s tem   -   v o ltag e   p r o f iles   of   l o ad   b u s es   f o r   t h e   b est   s o lu tio n s   of   ca s e   1 0   to   ca s e   13   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.